高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化第2课时课堂检测

第2课时　化学反应与电能

课后·训练提升

合格考过关检验

1.下列四个化学反应不可用于设计原电池的是(　　)。

A.2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑

B.2H2+O22H2O

C.Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑

D.CH4+2O2CO2+2H2O

答案C

解析只有氧化还原反应才能用于设计原电池。A、B、D属于氧化还原反应,均可以设计成原电池。C不属于氧化还原反应,不能设计成原电池。

2.用如图所示装置进行实验,若下图中x轴表示流入正极的电子的物质的量,则y轴可以表示(　　)。

①c(Ag+)　②c(N)　③a棒的质量　④b棒的质量

⑤溶液的质量

A.② B.②④

C.①③⑤ D.②④⑤

答案A

解析N不参加反应,因此c(N)不变;根据电池总反应:Fe+2Ag+Fe2++2Ag可知,每溶解56g的铁转移2mol电子,有216g银从溶液中析出,故随着反应的进行溶液的质量减小,a棒的质量减小,b棒的质量增大。

3.某研究性学习小组设计了能使LED灯发光的装置,如图所示。下列说法不正确的是(　　)。

A.锌片是负极,电子由锌片经导线流向铜片

B.氢离子在铜片表面被还原

C.锌电极质量减少65 g时,铜电极表面析出氢气的体积是22.4 L

D.装置中存在“化学能→电能→光能”的转化

答案C

解析锌片作负极,发生氧化反应,电子由锌片经导线流向正极铜片,A项正确;铜片作正极,发生还原反应,氢离子在铜片上得电子被还原,B项正确;没有指明是标准状况,不能进行相关计算,C项错误;该装置中化学能转化为电能而产生电流,电流通过LED灯时,LED灯发光,故装置中存在“化学能→电能→光能”的转化,D项正确。

4.已知空气-锌电池的电极反应为:

锌片:Zn+2OH--2e-Zn(OH)2

石墨:O2+2H2O+4e-4OH-

根据此判断,锌片是(　　)。

A.负极,并被氧化

B.负极,并被还原

C.正极,并被氧化

D.正极,并被还原

答案A

解析由电极反应:Zn+2OH--2e-Zn(OH)2可知,Zn失去电子被氧化,作电源的负极。

5.燃料电池是目前电池研究的热点之一。现有某课外小组自制的氢氧燃料电池,如图所示a、b均为惰性电极。下列叙述不正确的是(　　)。

A.a极是负极,该电极上发生氧化反应

B.b极反应是O2+4OH--4e-2H2O

C.总反应的化学方程式为2H2+O22H2O

D.氢氧燃料电池是一种具有应用前景的“绿色”电源

答案B

解析a极为负极,电极反应式为2H2+4OH--4e-4H2O,即a极上发生氧化反应,A正确;b极为正极,电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-,B不正确;正、负极的电极反应式相加得总反应为2H2+O22H2O,C正确;氢氧燃料电池的能量高,且产物为水,对环境无污染,是具有应用前景的“绿色”电源,D正确。

6.氯铝电池是一种新型的燃料电池,电解质溶液是KOH溶液。请回答下列问题。

(1)通入Cl2(g)的电极是　　　　(填“正”或“负”)极; 

(2)投入Al(s)的电极是　　　　(填“正”或“负”)极; 

(3)外电路电子从　　　　(填“Al”或“Cl2”)极流向　　　　(填“正”或“负”)极; 

(4)每消耗8.1 g Al(s),电路中通过的电子数目为　　　　NA(设NA表示阿伏加德罗常数的值)。 

答案(1)正

(2)负

(3)Al　正

(4)0.9

解析判断原电池的正、负极首先要分析题中所给信息,此题所给信息是具体反应物,根据反应的化学方程式:2Al+3Cl22AlCl3可知,Cl2得电子在正极发生还原反应,Al失电子在负极发生氧化反应,所以通入Cl2(g)的电极是正极,投入Al(s)的电极是负极,外电路电子由负极(Al)流向正极。8.1gAl(s)的物质的量为=0.3mol,1molAl反应转移3mol电子,0.3molAl反应在电路中通过的电子数目为0.9NA。

等级考素养提升

1.科学家提出了一种经济而且理想的获得氢能源的循环体系(如图)。关于此循环体系,下列说法中错误的是(　　)。

A.燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能

B.燃料电池中通入H2的一极作负极,发生氧化反应

C.在此循环中发生了反应:2H2O2H2↑+O2↑

D.目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂

答案C

解析原电池都是将化学能转化为电能的装置,故A正确。氢氧燃料电池的负极通入H2,发生氧化反应;正极通入O2,发生还原反应,故B正确。题述循环过程中H2O分解为H2和O2的条件是光、催化剂,故C错误;推广氢能的关键是寻找合适的催化剂,利用太阳能分解水,故D正确。

2.根据下列实验事实:①X+Y2+X2++Y;②Z+2H2OZ(OH)2+H2↑;③Z2+的氧化性比X2+弱;④由Y、W电极组成原电池,电极反应为W2++2e-W,Y-2e-Y2+。可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是              (　　)。

A.X>Z>Y>W

B.Z>W>X>Y

C.Z>X>Y>W

D.Z>Y>X>W

答案C

解析①中X能置换出Y,说明还原性:X>Y;②中Z可与冷水反应,说明Z是极活泼金属;③说明还原性:Z>X;④中Y、W形成原电池时,Y作负极,说明还原性:Y>W。综上所述,金属的还原性由强到弱的顺序为Z>X>Y>W。

3.由质量均为10 g的铁片﹑铜片和足量的CuSO4溶液组成原电池装置,经过一段时间后,两电极的质量差变为12 g,则下列说法正确的是(　　)。

A.铁片溶解了5.6 g

B.导线中通过了0.1 mol电子

C.铜片上析出了6 g Cu

D.铜片溶解了6.4 g

答案A

解析负极反应式为Fe-2e-Fe2+,正极反应式为Cu2++2e-Cu,设有xmolFe在负极上反应,则正极生成xmolCu,(10+64x)-(10-56x)=12,x=0.1,则m(Fe)=0.1mol×56g·mol-1=5.6g,A项正确;x=0.1,则转移电子的物质的量为0.2mol,B项错误;在正极上析出的铜为m(Cu)=0.1mol×64g·mol-1=6.4g,而不是铜片溶解,C、D两项错误。

4.甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序,两人均用镁片和铝片作电极,但甲同学将电极放入

6 mol·L-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6 mol·L-1的NaOH溶液中,如图所示。

(1)写出甲中正极的电极反应式: 　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)乙中负极为　　　　,总反应的离子方程式: 　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)若甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属,则负极材料的金属应比正极材料的金属活泼”,则甲会判断出　　　　金属活动性更强,而乙会判断出　　　金属活动性更强。(填写元素符号) 

(4)由此实验得出的下列结论中,正确的有　　　　。 

A.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质

B.镁的金属性不一定比铝的金属性强

C.该实验说明金属活动性顺序已过时,没有实用价值了

D.该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大,因此应具体问题具体分析

答案(1)2H++2e-H2↑

(2)Al　2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑

(3)Mg　Al

(4)AD

解析甲同学依据的化学反应原理是Mg+H2SO4MgSO4+H2↑,乙同学依据的化学反应原理是2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。但由于Al与碱的反应是一特例,不可作为判断金属活动性强弱的依据。所以判断一个原电池的正、负极应具体问题具体分析。